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武高辉,匡泽洋
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第2期 页码 79-90 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.02.012
本文从产业化发展战略的角度出发,对我国金属基复合材料的形成和发展进行了评述。简要总结了我国金属基复合材料的发展历程,梳理了当前快速发展阶段中金属基复合材料在几个主要制备方法,如原位自生法、搅拌铸造法、粉末冶金法、压力浸渗法中取得的关键性技术突破。在此基础上,列举了对装备升级换代产生显著推动作用、具有代表性的金属基复合材料工程应用案例,预测了未来5~10年金属基复合材料的发展趋势。针对当前国防与国民经济领域装备技术发展对材料技术提出的挑战,分析了金属基复合材料在军民两用市场的发展机遇与前景,同时就产业化技术和产业环境的不足,从夯实国家级产业化平台和壮大人才培养基地、加大国家投入、加快标准和数据库体系建设、开发低成本高品质材料制备技术4个方面提出了发展建议。
杨兆哲,许民
《中国工程科学》 2014年 第16卷 第4期 页码 30-33
本文采用麦秸粉为增强体,分别与高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)热塑性塑料基体采用挤出方式混合制备木塑复合材料,研究麦秸粉与HDPE、PP的配比对复合材料性能的影响。利用高速混合机在一定条件下对麦秸粉、热塑性塑料和其他助剂进行混合,利用双螺杆挤出机熔融造粒,单螺杆挤出机挤出成型,对制备的麦秸粉/塑料复合材料进行物理力学性能测试。结果表明:加入少量麦秸粉使木塑复合材料力学性能降低,随着麦秸粉含量的增加,复合材料的力学性能呈提高的趋势;当麦秸粉含量超过一定比例时,木塑复合材料力学性能降低,且冲击性能降低明显;本次试验HDPE基木塑复合材料力学强度略高于PP基木塑复合材料。
何向明,王莉,任建国,蒲薇华,姜长印,万春荣
《中国工程科学》 2006年 第8卷 第7期 页码 36-41
介绍了利用控制结晶工艺制备球形结晶颗粒的理论依据、设备和工艺参数,并给出了利用控制结晶技术制备高密度球形电池活性材料的基本工艺过程;所制备的材料性能测试及电化学性能测试结果表明,控制结晶工艺制备的正极材料具有球形化好
张平祥,闫果,冯建情,马衍伟,朱佳敏,陶伯万,蔡传兵
《中国工程科学》 2023年 第25卷 第1期 页码 60-67 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.01.004
超导材料具有常规材料不具备的零电阻、完全抗磁性等宏观量子现象,是典型的量子材料。在强电应用领域,使用超导材料可以实现常规技术无法实现的超强磁场、大容量储能等诸多颠覆性技术,因此,强电用超导材料制备技术一直是国际高技术竞争前沿。本文通过梳理国内外强电用超导材料及其制备技术的发展现状,系统分析和阐明了包括低温超导材料NbTi、Nb3Sn和高温超导材料YBCO涂层导体、Bi-2223带材、Bi-2212线材以及MgB2线材等实用化超导材料在强电应用领域的发展趋势分析我国强电用超导材料发展存在的问题,我国需要以开发出面向不同强电应用需求的高性能超导材料体系为基础,实现超导材料和强电应用产品的协同发展,推动强电用超导材料制备技术和应用技术的创新水平提升和产业化规模研究建议,通过国家层面组织“产学研用”联合攻关,实现低温超导材料产业升级,突破高温超导材料批量化制备关键技术的发展思路,实现强电用超导材料的快速发展和应用。
无溶剂气相制备用于可持续分离过程的膜材料 Perspective
赵俊杰, Karen K. Gleason
《工程(英文)》 2020年 第6卷 第12期 页码 1432-1442 doi: 10.1016/j.eng.2020.05.002
可用于水净化、碳捕集、生物燃料生产、燃料电池运行以及节能工业分离操作的可持续化工过程亟待发展下一代膜材料。膜的无溶剂制备不仅消除了有机溶剂的潜在环境问题,而且解决了脆弱聚合物基材的膨胀问题。此外,采用无溶剂气相沉积方法可以减少合成微孔材料[如金属有机骨架(MOF)]所需的活化步骤。这些无溶剂气相沉积方法在制备薄膜复合膜结构中的超薄选择层方面极具优势,而且能够保形地修饰纳米级孔道并精确调节孔径和孔内官能团。所制备的膜在气体分离、 纳滤、海水淡化和水/油分离等方面表现出颇具应用潜力的性能。因此,开发新型膜材料、放大可用于无溶剂气相沉积的高通量反应器将对化学工业产生巨大影响。
通过介导相分离制备的纳米结构W-Cu基复合材料的性能 Article
侯超, 吕皓, 赵治, Xintao Huang, 韩铁龙, Junhua Luan, Zengbao Jiao, 宋晓艳, Zuoren Nie
《工程(英文)》 2023年 第26卷 第7期 页码 173-184 doi: 10.1016/j.eng.2022.09.017
The challenge of fabricating nanostructured W–Cu composites by powder metallurgy has been solved by means of modulated phase separation. A hierarchically nanostructured (HN) W–Cu composite was prepared using intermediary Al through sluggish asynchronous phase separation. In addition to a dual network composed of a Cu phase and the W–Cu nanostructure, dense Al-containing nanoprecipitates with a body-centered cubic (bcc) structure are distributed in the W matrix. Compared with a pristine W/Cu interface, the newly formed W/Cu interfaces modulated by Al and the coherent W/Al-containing particle interfaces possess lower energy and enhanced bonding strength due to efficient electron transfer and strong coupling interactions. With a large number of stable heterogeneous interfaces and a "self-locking" geometry, the HN W–Cu composite exhibits excellent resistance against plastic deformation. The combination of the presented composite's hardness and compressive strength outperforms all other sintered W–Cu composites with the same Cu content. Under a reciprocating sliding load, the reactive Al prevents excessive oxidation. The excellent synergy of the hardness and toughness of the friction-induced surface endows the HN composite with high abrasion resistance. This study provides a new strategy to modulate the structure and energy state of interfaces in metallic composites containing immiscible components in order to achieve high mechanical performance.
关键词: Immiscible-component composite Phase separation Nanostructure Mechanical properties Interface modulation
基于AFM探针的纳米加工技术制备周期性纳米结构——沟槽和材料堆积形貌相结合 Article
耿延泉, 闫永达, 王继强, Emmanuel Brousseau, 孙彦文, 孙雅洲
《工程(英文)》 2018年 第4卷 第6期 页码 787-795 doi: 10.1016/j.eng.2018.09.010
本文提出了一种基于原子力显微镜(AFM)探针的加工技术制备周期性纳米结构的方法,该方法通过将加工得到的沟槽形貌和沟槽边缘的材料堆积形貌相结合得到周期性纳米结构。实验结果表明,当相邻刻划轨迹间的进给量值等于单个沟槽两侧材料堆积峰值间的宽度时,可以通过本方法加工得到较高质量的周期性结构。
刘江虹,金翔,廖光煊
《中国工程科学》 2010年 第12卷 第9期 页码 58-62
在研究传统细水雾添加剂的基础上,取长补短,采用物理工艺制备出新型复合添加剂,针对典型火源(酒精池火、煤油池火与木垛火),改变添加剂浓度开展了一系列灭火实验
用于电热转换、电磁屏蔽的导电陶瓷的简易大规模制备 Article
李岱祺, 唐彬, 程德山, 吴静, 唐文杨, 赵仲, 李建强, 蔡光明, 王金凤, 王训该
《工程(英文)》 2023年 第21卷 第2期 页码 143-151 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.017
通过传统瓷砖制备工艺的干压法,制备了一种碳化酚醛树脂基导电陶瓷复合材料(CCC)。首先,将导电前驱体溶液(酚醛树脂)与陶瓷前驱体均匀混合,随后在单次热处理中同时实现了碳化和陶瓷化。碳化后的材料赋予复合材料出色的电导率和可靠的循环加热特性。在12 V电压下通电10 min 后材料表面温度可达386 ℃,在20 V电压下达到400 ℃仅需48 s。红外热像图表明,热量在复合材料表面分布均匀,并且可以通过更改电路布置(串联或并联)来调节电热转换性能。此外,与普通陶瓷相比,导电陶瓷复合材料在8.2 GHz下表现出了26.2 dB的优异电磁屏蔽性能,并提升了光热转换性能。更重要的是,这种单次热处理加热生产导电陶瓷复合材料的方法成本较低,可在原有瓷砖生产线的基础上进行大规模生产。出色的电学性能促进了该陶瓷复合材料在焦耳加热(如除冰、烧水和烹饪)及电磁屏蔽中的应用。
超轻折叠夹层圆柱壳的制备及力学性能测试 Article
李万欣, 郑青, 范华林, 冀宾
《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期 页码 196-204 doi: 10.1016/j.eng.2019.11.008
在本研究中,我们设计、制备和测试了两种新型折叠夹层圆柱壳。格栅夹芯具有周期性的“之”字形波纹,其脊线与谷线沿着轴向或环向延伸。圆柱壳在材料失效模式下失效,其具有良好的承载能力。轴向折叠夹层圆柱壳具有更高的承载能力,而环向折叠夹层圆柱壳具有更高的固有频率。
于翘
《中国工程科学》 1999年 第1卷 第3期 页码 1-4
在不少场合下,航天用工程材料处在极端条件下工作,这就对材料提出许多特殊的要求,虽然国内外有一定的研究积累,但对更精确的模型和符合特定材料的损伤的状态方程,有待深一步研究。如高级弹头再入时气动加热和粒子云侵蚀以及两者耦合效应引起弹头防护材料增大后退量的问题;空中垃圾和微流星的高速碰撞对航天器的威胁;特别是核爆和激光武器对材料的损伤和破坏,实质上是辐射引起的热击波层裂破坏,这些都属于超高速碰撞对材料的响应问题。天线罩材料、吸波材料、红外隐身材料、电磁屏蔽材料都是具有不同波长电磁波的电磁功能材料,它们对固体介质的穿透、吸收、反射等会产生响应,不同的电磁功能材料,其宏观性能的物理参量不同,但有几个参量是通用的,如介电常数、磁导率和损耗角正切,搞清这些参量与材料微观结构的关系,可以为材料设计和材料创新提供科学依据。
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通过介导相分离制备的纳米结构W-Cu基复合材料的性能
侯超, 吕皓, 赵治, Xintao Huang, 韩铁龙, Junhua Luan, Zengbao Jiao, 宋晓艳, Zuoren Nie
期刊论文